預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中的連續(xù)梁掛籃施工工藝

黃嶺

中鐵十四局集團(tuán)青島工程建設(shè)有限公司 山東 青島 266422

當(dāng)前，在鐵路、公路等橋梁建設(shè)中，連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)已趨于成熟，并已發(fā)展成為預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工的主流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)橋梁施工效率較大提升。在連續(xù)梁施工過程中，掛籃能夠以已澆筑完成的梁段為基礎(chǔ)，借助于掛籃走行系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)延伸式施工，大大改善橋梁施工環(huán)境，并且掛籃施工也有很好精度控制效果，可對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁質(zhì)量提供較好保障，下面將針對(duì)連續(xù)梁掛籃施工展開詳述。

一、工程概況

本文結(jié)合東昌高速公路撫河特大橋主橋工程實(shí)踐，研究和探討連續(xù)梁掛籃施工工藝流程及注意問題。項(xiàng)目概況為：主橋上部為40+60*2+40m的變截面連續(xù)剛構(gòu)，主橋面寬26m，采用的是兩幅設(shè)計(jì)，單箱梁結(jié)構(gòu)，其頂、底板寬分別為12.65m、7.15m，頂板及底板厚分別為28cm、55cm。主橋0號(hào)塊長(zhǎng)度為9m，三個(gè)T構(gòu)的懸臂各分為8對(duì)梁段，懸臂的總長(zhǎng)達(dá)24.5m。

二、連續(xù)梁掛籃基本構(gòu)造

為深入理解連續(xù)梁掛籃施工的過程，首先需了解其基本構(gòu)造，主要有：一是主架構(gòu)，作為掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)，以三角形掛籃為例，其架構(gòu)主體是在三角桁架的基礎(chǔ)上，利用連接系所形成的整體結(jié)構(gòu)，而其連接的牢固性主要依靠槽鋼焊與高強(qiáng)螺栓；二是底模平臺(tái)，是由梁與模板結(jié)構(gòu)共同組成的，其在掛籃施工中，不僅承接著梁段結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而且還用做橋梁施工操作平臺(tái)，主要涉及鋼筋幫扎、立模等操作；三是內(nèi)外模板，主要是由鋼模板組成，其中內(nèi)模板往往是組合式的模板，通常設(shè)計(jì)有推拉功能，使得梁段施工更佳靈活；四是懸吊系統(tǒng)，主要發(fā)揮橋梁結(jié)構(gòu)自重及施工荷載的傳遞功能，而荷載最終由已竣工梁段以及本段主架構(gòu)所承受，其結(jié)構(gòu)主要分為前、后吊帶，通過銷接的方式實(shí)現(xiàn)與橫梁的連接；五是錨固系統(tǒng)，由于混凝土澆筑時(shí)，會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆力矩，以防其破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，需要設(shè)計(jì)錨固系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，能夠在箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋的基礎(chǔ)上，利用后錨扁擔(dān)梁等構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)走行軌道的有效錨固；六是走行系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)掛籃的牽引移動(dòng)，需要設(shè)計(jì)有軌道、牽引設(shè)備等，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，走行系統(tǒng)通常還包括反扣輪、前支座等裝置，其中反扣輪有助于走行系統(tǒng)受力的傳導(dǎo)。

三、連續(xù)梁掛籃施工工藝流程

（一）掛籃安裝

在橋梁施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制好最小橋段距離，使之處于合理范圍，有利于安裝兩側(cè)的吊籃。同時(shí)借助于塔吊能夠進(jìn)一步保證掛籃安裝的質(zhì)量，相關(guān)安裝流程如圖1所示：

圖1 掛籃安裝流程圖

想要使后續(xù)橋梁澆筑有序開展，一定要盡量保障掛籃安裝質(zhì)量及精度，注重安裝過程的規(guī)范性，主要是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：在施工時(shí)往往需要用到大量的砂漿用于安裝掛籃軌道，有利于提高軌道平面的平整度，將誤差縮小到5毫米以內(nèi)，同時(shí)為了進(jìn)一步保證掛籃行走工作的順利進(jìn)行，還需要將型鋼放在掛籃支點(diǎn)處來支撐墊梁。當(dāng)需要安裝三角桁架時(shí)，工作人員一定要注重調(diào)整好立柱和錨梁等的位置關(guān)系，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量問題并及時(shí)糾正。當(dāng)涉及到側(cè)模與底模安裝時(shí)，同樣需要對(duì)安裝質(zhì)量引起重視，原則上應(yīng)當(dāng)使側(cè)模夾緊底模，能夠有效避免漏漿現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（二）掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

待完成掛籃安裝工作，還應(yīng)要對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，進(jìn)而消除其結(jié)構(gòu)內(nèi)的非彈性形變，而且還能驗(yàn)證掛籃承載力及安裝質(zhì)量。通常會(huì)采取靜載預(yù)壓措施，施加一定的掛籃載荷，而掛籃載荷大小一般大于設(shè)計(jì)載荷（二者比值在1.2到1.4之間），然后進(jìn)行加載和卸載措施，并分析掛籃系統(tǒng)的抗壓能力和平穩(wěn)性等是否符合工程需求。當(dāng)涉及到具體掛籃預(yù)壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意桿件檢驗(yàn)和添加荷載這兩項(xiàng)工作同步進(jìn)行，工作人員及時(shí)將對(duì)應(yīng)位移荷載和大小等記錄下來。當(dāng)需要減少掛籃加載時(shí)，可以利用張拉鋼絞線來實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上完成掛籃預(yù)壓試驗(yàn)分析工作。掛籃預(yù)壓具體內(nèi)容為：首先布置好地錨，然后使用鋼絞線將橫梁和千斤頂連接起來，并利用專門的錨具來完成錨固工作，最后利用液壓千斤頂來完成分級(jí)預(yù)壓工作。此外，還要注意掛籃試壓測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)工作。

（三）鋼筋綁扎與波紋管道安裝

當(dāng)進(jìn)行掛籃施工時(shí)，所用材料往往現(xiàn)場(chǎng)加工，并要嚴(yán)控其鋼筋、波紋管等質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)結(jié)合設(shè)計(jì)要求，對(duì)鋼筋進(jìn)行彎制、編號(hào)等工作，隨后通過塔吊來完成鋼筋安裝工作。而且鋼筋綁扎的牢固性也很關(guān)鍵，需充分結(jié)合圖紙內(nèi)容來綁扎鋼筋，原則上應(yīng)當(dāng)按照先底板后腹板的順序進(jìn)行。待掛籃內(nèi)模結(jié)構(gòu)完成前移，其鋼筋的綁扎順序也是以頂板底層為先，當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力管道安裝后，方可開始綁扎頂板上層的鋼筋。同時(shí)，預(yù)應(yīng)力管道的制作與安裝，要達(dá)到掛籃設(shè)計(jì)要求，選用合適的波紋管機(jī)，預(yù)應(yīng)力管道的安裝優(yōu)先級(jí)要高于鋼筋，還要避免澆筑時(shí)預(yù)應(yīng)力管道破損或位移，必要時(shí)可采取固定措施。

（四）混凝土澆筑

在澆筑過程中需要對(duì)腹板鋼筋和地板進(jìn)行處理，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)將其綁扎于掛籃之上，隨后需要安裝特定的預(yù)應(yīng)力管和端模，并落實(shí)好混凝土澆筑與維護(hù)工作，在此基礎(chǔ)上開展壓漿等措施，經(jīng)檢驗(yàn)合格后再開展后續(xù)梁段澆筑工作。

通常而言，橋梁澆筑耗費(fèi)材料較多，為了改善澆筑質(zhì)量，需在橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)附近，建立專門的混凝土拌合站，經(jīng)過試驗(yàn)來確定最佳配合比，保證橋梁澆筑混凝土達(dá)標(biāo)，隨后再通過輸送泵將其運(yùn)輸?shù)搅憾螡仓恢?。?dāng)涉及到混凝土澆筑時(shí)，通常選擇澆筑振搗的施工方式。在實(shí)際澆筑過程中，綁扎鋼筋密度較大，而施工人員為了保證振搗的均勻性，一般會(huì)使用插入式振搗棒，有利于提高混凝土密實(shí)度。同時(shí)為了改善預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁質(zhì)量，通常需要采取澆筑成型的措施。當(dāng)橋梁為T 結(jié)構(gòu)時(shí)，一般選擇對(duì)稱澆筑的施工方式，能夠有效防止固化應(yīng)力現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當(dāng)掛籃懸臂較長(zhǎng)時(shí)，澆筑過程稍有不慎就會(huì)發(fā)生混凝土變形。為了避免這種情況，應(yīng)當(dāng)采用合理的混凝土澆筑順序，降低裂隙產(chǎn)生的概率，避免出現(xiàn)掛籃變形。為了解決掛籃結(jié)構(gòu)變形問題，一定要優(yōu)先澆筑掛籃前端，然后再澆筑其后端。完成箱梁施工后，工作人員應(yīng)當(dāng)選擇通孔器來檢查預(yù)應(yīng)力管是否異常，一旦出現(xiàn)露漿現(xiàn)象，一定要在短時(shí)間內(nèi)采取措施處理，防止出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象，影響后續(xù)施工進(jìn)度。

（五）掛籃的移動(dòng)和拆除

施工快結(jié)束時(shí)，一般需要移動(dòng)和拆除掛籃，這項(xiàng)工作至關(guān)重要。在梁段澆筑的基礎(chǔ)采取預(yù)應(yīng)力張拉的措施，當(dāng)達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)再移動(dòng)掛籃，開展新的梁段預(yù)應(yīng)力張拉工作。當(dāng)對(duì)所有梁段處理完畢后，還需要檢驗(yàn)施工質(zhì)量，具體表現(xiàn)在各個(gè)重要參數(shù)是否滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后才能開展掛籃拆除工作。在拆除時(shí)應(yīng)當(dāng)注意：優(yōu)先將拱頂支架拆除，隨后再拆除側(cè)面和底膜，在此基礎(chǔ)上將主桁架拆除。當(dāng)涉及到拱頂支架拆除時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照拆零取出原則開展拆除工作，當(dāng)涉及到底模與側(cè)模拆除時(shí)，選擇整體起吊來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)涉及到主桁架拆除時(shí)，一般選擇吊車方式來完成。

（六）預(yù)應(yīng)力施工

對(duì)于預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)而言，首先要保證預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)合理性，要采取合適規(guī)格及材質(zhì)的鋼絞線、錨具、波紋管等，在本項(xiàng)目中，預(yù)應(yīng)力鋼束主要設(shè)計(jì)有縱向、橫向、豎向三部分，其中橫向與豎向預(yù)應(yīng)力鋼束均采用的是一端單根張拉方式，所用鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為785Mpa，直徑為25毫米。其次是穿束，其操作過程為先就預(yù)應(yīng)力管道加以貫通，實(shí)際操作時(shí)需用到通孔器裝置，然后借助卷揚(yáng)機(jī)裝置進(jìn)行穿束操作，完成后需檢測(cè)其外露部位質(zhì)量，合格方可進(jìn)行千斤頂及錨具的安裝。最后是張拉環(huán)節(jié)，為保證張拉安全有效，應(yīng)當(dāng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的狀況加以了解，通常要達(dá)到如下要求：梁段混凝土澆筑后超出三天時(shí)間，并且彈性模量、強(qiáng)度等指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行張拉操作時(shí)，對(duì)于橫向或豎向的預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉要求不同，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)操作要求，確保所用張拉力控制符合要求，以豎向預(yù)應(yīng)力張拉為例，其所允許的張拉力范疇為0～422t。在完成張拉操作后，還需對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋等進(jìn)行錨固。

四、連續(xù)梁掛籃施工需注意問題

（一）掛籃標(biāo)高的嚴(yán)格控制

當(dāng)實(shí)際施工時(shí)，掛籃標(biāo)高的控制精度較高，也是連續(xù)梁掛籃施工控制的關(guān)鍵。由于連續(xù)梁掛籃結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且標(biāo)高控制涉及多方面方面，要想實(shí)現(xiàn)標(biāo)高的精準(zhǔn)控制，應(yīng)當(dāng)在掛籃施工前、中期采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。首先要就影響標(biāo)高的可能因素進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，考慮到橋梁荷載的多樣性，并表現(xiàn)不同特性，如風(fēng)荷載、橋梁恒荷載等，要分析其對(duì)掛籃撓度的影響。同時(shí)，在掛籃立模操作時(shí)，也應(yīng)考慮模板高度的控制問題，要滿足標(biāo)高誤差要求，而且掛籃施工所用鋼材要有足高的承載力，確保不發(fā)生掛籃形變等問題。

（二）混凝土材料質(zhì)量控制

由于本工程為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，要想提高掛籃施工質(zhì)量，對(duì)其基礎(chǔ)性材料質(zhì)量要嚴(yán)加控制。盡管在掛籃施工設(shè)計(jì)中，對(duì)混凝土材料規(guī)格、配比、操作等有嚴(yán)格要求，但混凝土材料依然是掛籃施工質(zhì)量的重要影響因素。因其作為非均勻材料，混凝土成型后的質(zhì)量很難控制，而橋梁結(jié)構(gòu)又以混凝土為主，為此，應(yīng)在掛籃施工中，嚴(yán)格控制混凝土施工工藝，并對(duì)溫度、濕度、澆筑時(shí)長(zhǎng)等約束性條件嚴(yán)加管控。通過全面監(jiān)測(cè)各梁段混凝土質(zhì)量，可有效提升掛籃施工整體質(zhì)量。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)際，從連續(xù)梁掛籃的構(gòu)造、工藝流程及注意事項(xiàng)等方面，對(duì)連續(xù)梁掛籃施工進(jìn)行全面闡述，充分體現(xiàn)掛籃施工的復(fù)雜性及高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的施工，通常會(huì)采取掛籃施工工藝，而因其結(jié)構(gòu)、工藝相對(duì)復(fù)雜，需要嚴(yán)格管控掛籃施工流程，并注意掛籃標(biāo)高、混凝土材料質(zhì)量等問題，確保不發(fā)生預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁質(zhì)量問題，促進(jìn)橋梁事業(yè)健康發(fā)展。